小規格輪胎硫化模具的改進設計

陳文喜，何曉東

（四川海大橡膠集團有限公司，四川 簡陽 641402）

面對激烈的市場競爭，輪胎企業采用小、快、靈的生產方式，既能快速轉產適應市場需求的產品，又能減少投資、深挖潛力、合理分配操作人員，有效控制生產成本。同一模具工裝多機型使用就是實現這一目標的措施之一。

為此，我公司對硫化罐用硫化模具進行了改進，設計了用于雙機型（硫化罐和四柱硫化機）的小規格輪胎[胎圈直徑為13～16英寸（330.2～406.4 mm）]硫化模具。現將該硫化模具的改進設計情況簡介如下。

1 改進前硫化模具結構

硫化罐是小規格輪胎生產常用硫化設備，我公司的硫化罐型號為1.4×4.4/3.3和1.6×4.4/3.3，硫化模具疊置其內，硫化內壓介質通過模具外水嘴及內密封圈循環。改進前硫化模具外水嘴座孔及內密封圈底座孔同心，外水嘴座孔中心距為210 mm，內密封圈座孔中心距根據輪胎胎圈直徑而定；模具的罐外運行由運模臺完成，運模臺有3個托輥支承模具，模具外設有防撞裙邊，模具在運模臺上運行平穩。受這些條件的限制，硫化罐硫化的輪胎規格不能過小，硫化的最小規格輪胎胎圈直徑一般為15英寸（381.0 mm）。如果在模具間增加一組過渡板，以減小模具外水嘴座孔中心距，可將硫化輪胎的胎圈直徑減小至14英寸（355.6 mm）。但該操作復雜，生產效率低，增加了模具內壓介質的泄漏點，影響產品質量控制。鑒于此，一般不采用硫化罐生產胎圈直徑14英寸（355.6 mm）及以下的輪胎。改進前硫化罐硫化模具結構如圖1所示。

圖1 改進前硫化罐硫化模具結構示意

四柱硫化機也是小規格輪胎生產常用硫化設備，我公司有60，100，150和200 t四柱硫化機，硫化模具安裝在機臺上，模具外設固定壓板槽；硫化內壓介質通過模具外水嘴接頭及內密封圈循環，模具鋼圈內留有裝拆內接頭及管路的操作空間。改進前四柱硫化機的硫化模具結構如圖2所示。

圖2 改進前四柱硫化機硫化模具結構示意

硫化罐和四柱硫化機硫化模具的內壓介質均在水胎內，兩個機型的硫化模具工藝性能基本相同，只是內壓介質導入、導出的模具接口有差異，此外模具向外吊裝及安裝等也存在一定差異。硫化罐和四柱硫化機同時開工時各需要一套共兩套硫化模具，但兩機同時開工機率較小，因而存在硫化模具重復配置或閑置情況，同時存在硫化操作組織和實施方案少的不足。

2 改進后硫化模具結構

針對硫化罐生產小規格輪胎的硫化模具外水嘴座孔中心距大而需要在模具間增加過渡板，以及同一套硫化模具既可在硫化罐又能在四柱硫化機上使用的要求，我公司對硫化罐原用硫化模具進行了改進，設計了一種新結構硫化模具，該模具可將硫化罐硫化的輪胎胎圈直徑降至13英寸（330.2 mm），同時該硫化模具既可用于硫化罐又可用于四柱硫化機硫化。

該硫化模具的改進方案：改變模具內循環管路結構，設計兩套內循環管路；模具外增設裙邊和壓板槽或者增加下模支承板和局部減少裙邊。改進后的硫化模具如圖3所示。

圖3 改進后硫化模具結構示意

改變硫化模具內循環管路結構就是使中心距大的外水嘴座孔與中心距小的內密封圈底孔相交，不用借助模具間過渡板就直接縮小了硫化輪胎規格。

硫化模具內設計兩套內循環管路包括兩組外水嘴座及內密封圈，兩套內循環管路并聯，均勻排布在鋼圈內。

硫化模具外設裙邊是指模具在運模臺上運行時碰撞較多，為此在模具外設計周向凸臺（有槽口），以起保護模具的作用。

模具外增設壓板槽是指在模具外壁加工一組環形凹槽。

增加下模支承板是指外直徑偏小的硫化模具在運模臺上運行時下模與小托輥不能很好接觸，因此在模具下表面設計周向間隔的支承板，以適當增大模具下模外直徑。

局部減少裙邊是指考慮到四柱硫化機有4根安裝柱，對模具外直徑有限制，因此在模具徑向去除部分對稱周向裙邊，以便于模具安裝。

3 硫化模具改進結構功能

3.1 內壓介質循環

改進硫化模具外水嘴座孔與內密封圈底座孔的相交長度以不影響內壓介質流量為宜，兩套并聯的內循環管路可獨立使用且互不影響，從而使模具達到既可用于硫化罐又可用于四柱硫化機硫化的目的。

3.2 在機臺上的安裝

在硫化罐內，改進硫化模具直接重疊放置，模具外的凸臺槽口用于模具吊裝；在四柱硫化機內，改進硫化模具外壁增設的環形凹槽用于安裝壓板槽。

3.3 在運模臺上的運行

改進硫化模具凸臺吊裝槽口與四柱硫化機安裝槽周向方向一致，避免四柱硫化機安裝時螺栓與模具裙邊干涉。

4 硫化模具改進效果

硫化模具改進前，硫化罐和四柱硫化機使用各自的硫化模具；硫化罐硫化模具外水嘴座孔中心距與內密封圈底座孔中心距一致，受外水嘴座孔中心距大的限制，模具硫化的最小規格輪胎胎圈直徑為15英寸（381.0 mm），如要硫化更小規格輪胎需在模具間增加過渡板。

硫化罐硫化模具改進后，模具外水嘴座孔中心距與內密封圈底座孔中心距不同，且外水嘴座孔與內密封圈底座孔相交，硫化的輪胎胎圈直徑最小減至13英寸（330.2 mm），同時未增加內壓介質泄漏點，模具相關操作與改進前一致。改進后的硫化模具可用于硫化罐和四柱硫化機硫化，能同時滿足兩機型的使用要求。改進模具結構簡單，易加工，改造費用較低。

5 結語

改進的用于雙機型的小規格輪胎硫化模具對輪胎硫化操作和硫化質量控制無影響。該模具已成熟地運用于我公司硫化罐和四柱硫化機生產線，對降低固定資產投資、減少操作人員調配以及合理安排生產成效顯著。